2013年单层屋面技术分会年会暨第七届技术研讨会
主持人:谢谢葛兆秘书长的发言,葛兆秘书长的报告很详细,大家都看出来对2012年的工作做了很详细、具体的汇报、回顾和总结,同时也对2013年的工作做了规划,可以看出来围绕着单层屋面这样一个技术和市场推广,确实有大量的工作,一方面已经做了很多工作,另一方面需要做的工作也特别多。
整个技术分会工作报告部分已经结束,现在开始第七届单层屋面技术研讨会。首先的一个题目是白色冷屋面与绿色建筑,请罗玉娟女士发言,罗玉娟女士是索普瑞玛上海贸易建筑有限公司市场和销售总监,大家欢迎罗玉娟女士。
索普瑞玛上海贸易建筑有限公司市场和销售总监 罗玉娟
罗玉娟:各位领导、各位专家、各位代表早上好,我是受协会的委托来跟大家交流一下白色冷屋面和绿色建筑。因为这是比较新的内容,准备比较仓促,如果有些内容值得商榷,也欢迎各位专家指正。
今天跟大家汇报的内容主要是四方面,一个是白色冷屋面的概念及优势。第二是欧美白色冷屋面产品范例。第三是白色冷屋面与LEED。第四是对国家标准《绿色建筑评价标准》修改建议。
第一,什么是冷屋面?这个概念是根据美国橡树林国家实验室给出的概念,首先冷屋面是可以反射太阳能,另外能够把建筑围护结构的温度保持得比较低,能减少能源的消耗,此外还能够降低空气污染。大家看这个图,白色冷屋面部分,吸热部分比较少。如果用在屋面的建材,采用不同种类的卷材的时候,表面的温度。在一天温度里面最高的是14点,这个时候太阳的温度最高,黑色就表示吸热最高,这是屋面卷材的表面温度。曲线的中间是白色的材料。最低的也是白色的材料,但是它上面没有陶瓷颗粒,换句话说,材料的颜色、材料的种类,比如我用涂料、用卷材,还有卷材表面的粗糙度,都会影响着热辐射的温度。
什么样的产品是白色冷屋面的产品呢?首先要求也是表面具有热反射的性能,这个热反射性能在国外是有非常成熟的指标,一个是热发射率,一个是太阳反射率,还有一个指数是SRI,叫做太阳能反射指数。国外的产品如果经过了白色冷屋面的产品测试,标识主要是“CRRC”,就是冷屋面评级委员会,主要是对太阳反射率和热发射率,把这两个数值列出来,达到要求以后,就会有这样一个标识,这两个数值一个是初始值,还有一个是两到三年使用之后的值。
什么是热反射率?回到这个图,我们现在逻辑是要建立这样一个关系,产品的热反射系数最后为什么能够降温,为什么能够节能,如果大家对节能有研究的马上就会知道,我们讲建筑节能很多的是围护结构的节能,最后反映在空调的热负荷上面,空调的热负荷计算也是按照24小时的算法,如果我能够降低围护结构的温差,那最终就能降低空调负荷,降低了空调的负荷就降低了用电,降低了用电就是节能。现在看一下为什么具有热反射的材料就能够节能呢?大家知道热的传递有三种方式,导热、对流和辐射,我们这里讲的就是辐射,我们的材料是把比较多的吸收的太阳的辐射给反射掉了。
那怎么来反应热反射的效果呢?就是通过太阳能的热反射率指数,叫SRI。如果是冷屋面系统,一定对SRI值有要求,是达到了多少。在美国的冷屋面评级委员会里面,也对这个值有具体的要求。什么是太阳反射率呢?它是衡量我的产品对太阳反射的能力,假如反射率是88%,那就是这个产品把88%的太阳能的热量都反射掉了,只吸收了12%。
还有一个是热辐射率,材料的热辐射率是通过它的黑度来体现的,比如白色材料黑度就比较小,那么热辐射率就大。比如有些产品会达到96或者75,这是一个指数,它是没有单位的。
老化后太阳反射率,根据加利福尼亚能源委员会的研究,三年以后的要求,CRRC目录里已经列出来了初始太阳反射率的值,对于三年后老化后的值也是有要求,但是美国不同的州也是有差异的。怎么来测白色屋面产品的热反射率呢?这里用的还是美国橡树林国家实验室的具体实验方法,是把不同类型的屋面材料,有建材,也有屋面瓦,还有SBS改性沥青卷材,还有PVC、TPO高分子卷材。首先是把它放在一个模拟实际屋面的自然环境当中自然曝露,经过三年的一个测试周期,经过自然的大气沉降,因为大气当中会也粉尘,来测量能量的流向。
我们来看哪些因素会影响到白色冷屋面的热反射效率呢?一个非常明显的就是灰尘。如果在表面上面有两克灰尘,那么它的热反射效率就会降低50%,卷材积灰以后对它的热反射效率影响是非常大的。平屋面还是斜屋面影响也是不一样的。这是初始值,60分钟之后可以看到热辐射值衰减是非常厉害的,也就说明灰尘对它的影响很大。那么各位企业家关心的是什么呢?如果你来研发这样一个产品,你要说服客户的是什么呢?中国的大气污染很严重,那么你的产品还是不是白色屋面产品?这个问题在新产品研发里面是需要解决的。
因为是在自然环境当中,卷材上面也会有一些微生物,也就是霉菌,它也会对卷材本身的热反射效率有很大的影响。我从相同的气候带里面取了不同地点的样,卷材上面会长不同种类的微生物。我们发现不同的涂料对抵抗微生物的抗霉菌的能力也是不一样的,有些多,有些少。换句话说,将来研发白色冷屋面产品的时候,还需要解决的一点是如何抗霉菌、抗微生物,这两个值会比较多的影响到热反射的能力。这个图分别是初始值、三周之后的值和两个月之后的值,通过这个图反映出霉菌对热反射率有比较大的影响。
下面来看一下关于欧美对白色冷屋面的研究,他们的倾向是鼓励用白色冷屋面,为什么?他们的逻辑是我要说明它是节能的,从两方面来说明,后面也是按照这两个逻辑。一个是说明建筑节能,同时还能降低城市的热岛效应。在这样一个大的概念下,美国不同的州就采用不同的激励政策,来鼓励冷屋面,因为他们认为这是节能的,而且是环保的。美国有一个能源技术部,他们针对节能的研究是方方面面,针对冷屋面有专门的规定,冷色屋顶节约能源,并且推进凉爽城市。这是作为屋面瓦的研究,他们有一些数字研究,他们已经做了十年的研究,当然美国还有很多机构在做冷屋面研究,比如橡树林国家实验室,还有劳伦斯伯克利实验室,都在做这方面的研究。通过10年的研究以提高占据居住建筑主导地位的深色产品的太阳反射率,与产业合作进行技术转移以及将技术要求列入节能标准。在很多州的节能标准和退税计划中,可以满足要求和获得加分。可以让空调能耗减少5%到10%,根据不同的气候区域,节能效果是不一样的,可能阳光地带,比如美国加州,可能热反射效率会是比较明显的,节省的能耗会更多。成立冷屋面评级委员会进行评级和产品标识。
屋面节能会对建筑节能的影响有多少?大家会讲空调本身也在节能。加州的建筑能效标准里面分了这几项,通过这些措施都能够做到节省能量,TDV用能,包含了什么呢?最主要的围护结构的R值/U系数,空调、照明、热水。
说来说去还是要落到白色冷屋面的优势,它究竟有哪些优势呢?对建筑本身来讲,增加了居住者的舒适度,白色冷屋面对我的住宅、我的公共建筑,还有我的工业建筑有一样的舒适程度,相比来讲,住宅可能不是更高,但是它也有这项优势。此外,最主要的就是降低成本,能够降低10%到30%的空调负荷,还能够减少屋面维护,减少碳排放。对城市来讲,除了减少建筑用能之外,还能降低城市的温度,就是城市的热岛效应,还包括温室效应,其实都跟它相关联。这个图是我引用劳伦斯伯克利实验室的图,夏季城市的热岛。这是郊区住宅,这是中心城区,在上海比如陆家嘴,在北京可能是国贸或者王府井、天安门这一带,就是高楼比较集中的这一块,温室效应会体现得比较明显。什么叫热岛效应?就是温度梯度差。这是城市的不同建筑群之间,不同的楼和楼之间,其实最终还是落实到每一个不同的项目之间。
是什么导致城市变暖呢?劳伦斯伯克利实验室做的研究是,太多的暗色表面。深色的表面都会对整个城市的温度有影响,屋面占19%,还有植被,还有道路的反射。
白色冷屋面优势,降低热岛效应。大家看这个图,如果屋面材料没有做改动,屋面温度没有发生任何变化。但是当我采用了新兴的材料,就是白色冷屋面系统,温度就会非常明显的降下来。这个图非常明显,大家可以看到白色的反射点。
结论,屋面面积25%的城市面积会受影响,此外铺装路面反射率等等,会增加0.15%。
模拟结果表明,在美国及中国气候条件下炎热夏季的能耗、排放及成本降低是可比较的,实验结果可以借鉴。
重庆大学案例分析,办公楼的冷屋面和空调节能,最高降温20度,白色冷屋面的日节省空调能耗在重庆是9%,这是有说服力的,因为重庆也是我们讲的三大火炉之一。南方广东建科院的案例,是节能17%。白色冷屋面一定是节能减排的。美国会对不同的州有些激励措施,比如加州做得比较成熟的有一个建筑能效标准,因为加州划分了16个气候带,通过刚才提到的TDV的值来涵盖节能的要求,会对它的新建、改建的,对SRI值有要求,新建的建筑材料必须要满足这样的要求。
劳伦斯伯克利对不同构造层次的屋面算出来,每平方英尺可以降低多少钱,降低多少能量,二氧化碳排放减少了多少,这都有具体的数字。
因为手里面的资料有限,在美国是基于CRRC的要求,还有LEED认证下面,所有大方向是沿着这个方向去走。
不同的材料,涂料、卷材或者不同颜色的材料,热反射率是不一样的。
美国劳伦斯伯克利研究的时候,初始值最高的,就是热反射值最高的是白色涂料,排在第二位的是白色单层卷材,比如PVC、TPO等等。第三是白色的改性沥青卷材。经过三年衰减之后,排在第一个是卷材,所以仅仅去说初始值是没有借鉴意义的。
现在欧美比较常见的在做白色卷材的改性沥青,索普瑞玛这几年也在做这类的研究,有白色的屋面卷材。我做成了白色的屋面材料以后,机械性能是不变的,仍然是高性能的卷材。美国能源之星要求,初始值是0.65,老化值是0.50,差别0.15。PVC初始值是0.56-0.86,老化之后是0.53。我们的产品初始值是0.58,老化之后是0.53,差别是0.05。如果白色屋面获得了LEED证书,LEED里面有一项标准,是SS7.2,就是说明这个材料可以降低屋面的热岛效应。
关于LEED认证和种植屋面。因为LEED提了很久了,USGBC就是美国的绿色建筑委员会,LEED是能量和环境设计的要求,评分是7个主题,可持续性/绿色选址SS、节水WE、能源与大气EA、材料与资源MR、室内环境质量IEQ、设计创新ID、地域优势RP。LEED认证当中我们国家可以借鉴的有缓解热岛效应、非屋面。当一个屋面上同时用种植屋面和白色屋面也是可以的,满足分项要求的,大于总面积要求就可以了,就是两个屋面结合在一块也是没有问题的,换句话说,我们的单层屋面上还可以接着再做种植屋面。
对国家标准《绿色建筑评价标准》的建议,修改的地方有,建筑立面或道路采用的反射率不低于0.3的材料。这里面没有提白色屋面和种植屋面,最后的修改建议是,如果采用的是反射率不低于0.7的材料的屋面,得6分,希望这样的标准是符合国际惯例的标准,所以非常重要的一条是加进去的。还有一条,建筑立面或道路采用反射率不低于0.3的材料,后来改成0.5的材料。最后,50%屋面为种植屋面,得6分。